具有中等大小且速度依赖的暗物质-核子截面的暗物质约束

我们利用 XQC、DAMIC 和 CRESST 2017 表面运行实验，推导了对于质量范围在 10 MeV -- 100 GeV 的暗物质，其可能的速度依赖的 DM-核子散射截面的约束。我们报告了形式为 $\sigma=\sigma_0\,v^n$ 的截面限制，其中速度依赖范围为 $n\in\{-4,-2,-1,0,1,2\}$。我们指出需要测量亚 keV 范围内核反冲能量热化的效率，而非以 Frenkel 对形式储存在半导体晶格中。显著低效的可能性在 $\sim$ 0.2 -- 2 GeV 质量范围的限制中留下了一个相当大的“空洞”，当热化效率被测量后 XQC 与 CRESST 有可能填补该空洞。我们提请注意常规下限截面与由覆盖层衰减所施加的“上限可达截面”之间的不对称性——上限边界极其陡峭但对实验统计量极不敏感。考虑到近期利用速度依赖 $n=-4$ 的暗物质-重子相互作用解释 EDGES 21 cm 异常的兴趣，我们也推导了在类库仑相互作用下与质子和电子散射的毫电荷暗物质的限制。我们发现 EDGES 异常感兴趣区域的大部分但非全部可被排除。